CN219123298U - 一种软包电池封头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种软包电池封头，包括对称设置的上封头和下封头，上封头和下封头包括第一热封区，第一热封区用于热封所述芯包的极耳处的铝塑膜，第一热封区的两侧分别形成第二热封区和第三热封区，第二热封区和第三热封区分别用于热封所述芯包的极耳两侧部分，所述第二热封区和所述第三热封区均朝向所述芯包的方向凸出设置。本实用新型有益效果：本实用新型所述的封头进行电池封装时，可以使封印区域一次成型，能够增强封印的密封强度，在与侧封封印搭接时无多余溢胶，封印区厚度分布均匀，良好的密封性和平整度降低电池后续步骤或者搬运过程中的损失率，降低电池在使用过程中的安全风险，延长电池的使用寿命，同时降低了该工序的生产成本。

Description

一种软包电池封头

技术领域

本实用新型属于锂离子电池领域，尤其是涉及一种软包电池封头。

背景技术

随着当今世界能源危机、温室效应等形势越来越严峻，锂离子电池作为绿色新型环保能源具有高能量密度、长循环等特性而广受青睐，目前已经广泛应用于各种便携移动设备和电动汽车等各种领域。对锂电池来说，更高的能量密度意味着安全性就要有更高的保障性。为了满足电动汽车的高能量密度和高安全性的使用需求，对锂离子电池提出了越来越高的要求，尤其伴随着使用时间的推移，如何提高电池的安全可靠性已成为锂电池乃至新能源行业一个重要关注点。

如何提高电池安全性也是锂电池行业的一个重点研究方向，在传统的研究工作中，提高电池安全性除了主要考虑从正极、负极、电解液和隔膜等材料本身的特性方法外，还可以从基本包装材料的应用出着手，通过合理使用包装材料间接提升电池安全性，同时优化制作方法和步骤，提升生产效率和良品率。

传统的软包锂离子电池使用的包装膜是一种叫做铝塑膜的材料，该材料的组成为尼龙、金属铝层和PP层(聚丙烯)，按照一定厚度比例组合成一种具有三层结构的包装材料。其中尼龙层的作用是隔绝空气和水等外部杂质；金属铝层是增强包装膜的机械强度的作用，保护电池不被外部的物理冲击损坏；PP层作用是隔绝电解液与外层接触防止电解液腐蚀和电池短路，同时起到粘接作用，进而实现封装效果。

不当的封装方式会导致相应位置出现溢胶现象，在后续的侧面折边等工序或者搬运过程，这些较脆弱的部位就会破裂，导致电池出现电阻坏品，引发破裂部位被腐蚀，更严重的导致电池短路最终引发安全事故。

现有技术中，锂电池的极耳位置大多数采用居中或者偏心的方式，而电池封边的封印方式使用传统的梯形封头，封印形状为长方形，无特殊化形状，封装时顶封和侧封边的封印在顶角位置会重叠在一起，如图4及图5所示，重叠一起的部位较易出现多余的溢胶，溢胶部位比较凸出并且质感较硬，这样在后续制作或者搬运过程中易破裂，造成电池破裂部位腐蚀和电池短路。在封装时也容易造成整体封印厚度不均匀，局部封印厚度超厚或者过薄，两种厚度都有可能造成电池密封性失效。此外，使用传统的梯形封头完成电池封装、电池制作结束后进行组装前需要在角封位置进行第三次手动封装，该位置为具有一定斜率的封印，如图5所示，该封印在封装时的角度和位置具有不可控性并且第三次的封印更加容易产生溢胶和较易压到电池主体的风险。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种软包电池封头，以使顶封边、底封边和侧封边搭接的地方溢胶减少，有效增强封印的强度，减少工序步骤，改善锂离子电池的密封问题，提升电池安全性能，同时降低生产成本，提升成品合格率。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种软包电池封头，包括对称设置的上封头和下封头，所述上封头和所述下封头包括第一热封区，所述第一热封区用于热封所述芯包的极耳处的铝塑膜，所述第一热封区的两侧分别形成第二热封区和第三热封区，所述第二热封区和所述第三热封区分别用于热封所述芯包的极耳两侧部分，所述第二热封区和所述第三热封区均朝向所述芯包的方向凸出设置。

进一步地，所述第二热封区与所述第一热封区之间形成130-160度夹角。

进一步地，所述第二热封区远离所述第一热封区的一侧设有第一溢胶槽。

进一步地，所述第三热封区与所述第一热封区之间形成100-179度夹角，优选150-179度夹角。

进一步地，所述第三热封区和所述第一热封区之间具有圆弧形倒角，所述圆弧形倒角的角度为150-170度，半径为4-5mm。

进一步地，所述第三热封区为“V”型结构，所述“V”型结构朝向所述芯包一侧凸出，所述“V”型结构的一个自由端与所述第一热封区连接。

进一步地，还包括第四热封区，所述第四热封区位于所述第三热封区远离所述第一热封区的一侧，所述第三热封区的另一个自由端与所述第四热封区连接，所述第一热封区和所述第四热封区均为平直段，且所述第一热封区和所述第四热封区位于同一轴线上。

进一步地，所述第四热封区远离所述第三热封区的一侧设有第二溢胶槽。

使用本实用新型的软包电池封头进行锂离子电池封装的方法包括以下步骤：将铝塑膜按照芯包的形状制作成包装膜，然后将带有极耳的芯包放入包装膜内并固定好，将带有包装膜的芯包放入封装设备的固定位置上，设置好封装的时间、温度和压力，使用上述封头进行顶封的异形封装，顶封封装后的顶封封印的形状为不规则形，如图2所示，如果是两侧需要封装的电池，则完成顶封封装后电池继续完成两侧其中一侧的封边操作，然后进行后续的烘烤和注液工序，如果是只需要单边封装的电池，则电池两端的顶封封装完成后的电芯会直接进入芯包烘烤工序，完成芯包烘烤后电池进行注液，注液静置一定时间结束后进行气袋侧第一次封装，此时侧封封印和顶封封印会形成搭接部，如图3所示。这时的封印搭接在气袋部位，后期电池抽气整形的时候会将气袋去除，这时也需要第二次侧边封装，第二次封装时侧边封装的侧封封印和顶封的顶封封印会形成搭接部，如图3所示，由于使用一体的异形封头，同时控制第二次封装尺寸，这样在封印搭接部的地方极少会出现溢胶现象，并且保证封印的整体厚度一致。并且另一侧不需要封装的角封位置和顶封可以一次成型，不需要分两次封装，提高效率和提升溶胶厚度均匀性。

相对于现有技术，本实用新型所述的软包电池封头具有以下优势：

(1)本实用新型所述的封头进行电池封装时，可以使封印区域一次成型，能够增强封印的密封强度，在与侧封封印搭接时无多余溢胶，封印区厚度分布均匀，良好的密封性和平整度降低电池后续步骤或者搬运过程中的损失率，降低电池在使用过程中的安全风险，延长电池的使用寿命，同时降低了该工序的生产成本。

(2)本实用新型所述的封头封装得到的锂离子在进行模组组装时，角封部位和斜封部位可以根据模组的空间需要进行形状的裁切，裁切后的空间可以得到合理使用，给模组组装释放充足的结构件放置空间，在一定程度上对电池的每个部分充分优化。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的封头的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的封头的俯视结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的封头形成的顶封封印的结构示意图；

图4为现有技术中的封头形成的顶封封印的结构示意图；

图5为现有技术中的顶封封印、侧封封印与角封封印的结构示意图。

附图标记说明：

1、上封头；2、第一热封区；3、第二热封区；4、第三热封区；5、第二溢胶槽；6、搭接部；7、极耳；8、角封封印；9、侧封封印；10、第四热封区；11、顶封封印；12、第一溢胶槽；13、下封头。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实用新型的软包电池封头锂离子电池的封装封头，包括对称设置的上封头1和下封头13，上封头1和下封头13包括第一热封区2，第一热封区2用于热封芯包的极耳7处的铝塑膜，第一热封区2的两侧分别形成第二热封区3和第三热封区4，第二热封区3和第三热封区4分别用于热封芯包的极耳7两侧部分，第二热封区3和第三热封区4均朝向芯包的方向凸出设置。

第二热封区3与第一热封区2之间形成130-160度夹角。

第二热封区3远离第一热封区2的一侧设有第一溢胶槽12。

第三热封区4与第一热封区2之间形成100-179度夹角(如图3中所示α所示)，α和β互为补角，角度之和为180度。

第三热封区4和第一热封区2之间具有圆弧形倒角，圆弧形倒角的角度为150-170度，半径为4-5mm。

第三热封区4为“V”型结构，“V”型结构朝向芯包一侧凸出，“V”型结构的一个自由端与第一热封区2连接。

所述封头还包括第四热封区10，第四热封区10位于第三热封区4远离第一热封区2的一侧，第三热封区4的另一个自由端与第四热封区10连接，第一热封区2和第四热封区10均为平直段，且第一热封区2和第四热封区10位于同一轴线上。

第四热封区10远离第三热封区4的一侧设有第二溢胶槽5。

本实施例中锂离子电池的制备方法包括以下步骤：

(1)将镍钴锰酸锂、碳纳米管、炭黑导电剂和PVDF胶液按照97:1:1:1比例高速分散350分钟后制成均匀、稳定的正极浆料；

(2)将石墨、炭黑导电剂、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶按照95:1:1.5:2.5比例高速分散380分钟后制成均匀、稳定的负极浆料；

(3)将勃姆石、PVDF、NMP按照35:4:74的比例高速分散230分钟后制成均匀、稳定的边涂浆料；

(4)将制备好的正极浆料和负极浆料在恒温低湿的环境下转移到缓存罐中，开启缓存罐中的搅拌桨进行低速搅拌防止浆料自身颗粒团聚，并保证浆料的保存时间不超过12h；

(5)正极片、负极片涂覆：将制备好的正极浆料和边涂浆料按照设计面密度同时涂覆在铝箔上，铝箔的厚度可以是10μm、12μm、15μm或其他厚度，正极涂覆位置和边涂料涂覆的位置为两者相邻，也可以不涂覆边涂浆料。将制备好的负极浆料按照设计的面密度涂敷在铜箔上，铜箔的厚度可以是6μm、8μm.10μm或者其他的厚度；

(6)对涂覆完的正极卷、负极卷进行辊压、冲切，其中在冲切工序将极片按照所需的形状进行裁制；

(7)将制作好的正极片、负极片，按照隔膜+负极+隔膜+正极+隔膜+负极、……、+负极+隔膜的形式进行堆叠制成芯包；

(8)将叠好的芯包通过超声焊接将正极耳7和负极耳7焊接在芯包外露的铝箔和铜箔上；

(9)将焊接好极耳7的芯包按照一定的放置方向放入铝塑膜壳体内，并固定好位置，防止由于错位造成封装失误；

(10)将封装封头提前进行预热至160℃-190℃，预热好之后以0.1-0.8MPa的压力对芯包加压加热2S-10S，进行顶封和底封的热熔密封，形成顶封封印11和底封封印，角封部3对应形成角封封印8；

(11)完后顶封和底封的封装后，相继完成两侧边封装形成侧封封印，侧封封印与顶封封印或底封封印部分搭接形成搭接部6，之后依次进行注液、静置、高温预充、高温陈化、化成、常温陈化、分容等工序，完成电池制作。

Claims (9)

1.一种软包电池封头，其特征在于，包括对称设置的上封头和下封头，所述上封头和所述下封头包括第一热封区，所述第一热封区用于热封芯包的极耳处的铝塑膜，所述第一热封区的两侧分别形成第二热封区和第三热封区，所述第二热封区和所述第三热封区分别用于热封芯包的极耳两侧部分，所述第二热封区和所述第三热封区均朝向芯包的方向凸出设置。

2.根据权利要求1所述的软包电池封头，其特征在于：所述第二热封区与所述第一热封区之间形成130-160度夹角。

3.根据权利要求1所述的软包电池封头，其特征在于：所述第二热封区远离所述第一热封区的一侧设有第一溢胶槽。

4.根据权利要求1所述的软包电池封头，其特征在于：所述第三热封区与所述第一热封区之间形成100-179度夹角。

5.根据权利要求4所述的软包电池封头，其特征在于：所述第三热封区与所述第一热封区之间形成150-179度夹角。

6.根据权利要求1所述的软包电池封头，其特征在于：所述第三热封区和所述第一热封区之间具有圆弧形倒角，所述圆弧形倒角的角度为150-170度，半径为4-5mm。

7.根据权利要求1所述的软包电池封头，其特征在于：所述第三热封区为“V”型结构，所述“V”型结构朝向所述芯包一侧凸出，所述“V”型结构的一个自由端与所述第一热封区连接。

8.根据权利要求1所述的软包电池封头，其特征在于：还包括第四热封区，所述第四热封区位于所述第三热封区远离所述第一热封区的一侧，所述第三热封区的另一个自由端与所述第四热封区连接，所述第一热封区和所述第四热封区均为平直段，且所述第一热封区和所述第四热封区位于同一轴线上。

9.根据权利要求8所述的软包电池封头，其特征在于：所述第四热封区远离所述第三热封区的一侧设有第二溢胶槽。

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